Шило в мозг

Стремление к новому и неизведанному — эффект работы не «совершенной» коры человеческого мозга, а его подкорковых структур. Бьянка Уитманн и её коллеги из Университетского колледжа Лондона с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии проанализировали работу мозга 15 добровольцев-правшей и выяснили, что за риск отвечает полосатое тело мозга.

Учёные и раньше высказывали предположение, что жажда рисковать обеспечивается вовсе не шилом, а определенными структурами в головном мозге, связанными с так называемой системой поощрения — целой сетью, сигнал между нейронами которой передаётся с помощью молекул дофамина. Хотя эта сеть включает в себя подкорковые образования, неврологи полагали, что определённый контроль со стороны коры больших полушарий, отвечающих за высшую нервную деятельность, всё-таки должен быть. Кроме того, даже на людях было показано регулирующее действие ряда гормонов на долю риска в принимаемых решениях.

На основе своего эксперимента Уитманн предполагает, что эти вопросы решаются на более «низком» уровне, чем считалось раньше.

Экспериментировали неврологи с помощью «четырёхрукого бандита» — так англичане назвали монитор, на котором испытуемым демонстрировали четыре картинки, каждая из которых была связана с выплатой в один фунт стерлинг. Постепенно к «знакомым» картинкам, учёные добавили новые, за которые добровольцам платили больше или не платили вообще.

Представители даже такой спокойной нации, как британцы, не удержались от искушения, проявившемся на фМРТ в виде возбуждения стриатума. И, хотя недавно было показано, что фМРТ регистрирует активацию не нейронов, а звёздчатых клеток глии, это не помешало учёным говорить об активации этой области мозга.

Такой находке были предпосылки. Во-первых, стриатум отвечает за реакции к добыванию пищи, связанные отчасти и с «дегустацией» новых, незнакомых продуктов, а в дикой природе — плодов и корешков. Во-вторых, эта же подкорковая структура связана с формированием условных рефлексов — основы нашего поведения. И то и другое подтверждается не пока ещё спорной фМРТ, а вековым опытом неврологов, отмечавшим соответствующие нарушения при повреждении полосатого тела.

В-третьих, эта подкорковая структура обладает огромным потенциалом. Например, у птиц, способных и к своеобразному использованию инструментов, и к быстрому формированию условных рефлексов, полосатые тела по функции аналогичны нашей коре больших полушарий мозга.

Это позволило учёным предположить распространённость такого поведения не только у приматов или млекопитающих. Судя по всему, такое же «шило» есть и у птиц, и как минимум у части рептилий. И в прошлом, и до сих пор обеспечиваемая стриатумом «жажда нового» помогает животным захватывать новые территории, меняя основные источники пищи или даже место жительства.

Неврологический феномен уже нашёл своеобразное практическое применение и в мире людей.

Именно его наличием учёные объясняют успешность ребрендинга старых товаров и неплохие показатели продажи новых.

Как образно отметила невролог, «это повышает опасность продажи старого вина с новой этикеткой».

Тот же механизм, по мнению соавтора опубликованной в журнале Neuron работы Натаниэля До, лежит в основе весьма пагубных привычек — жажды игры и наркомании, «вознаграждаемых» внутренней системой поощрения.

Пока исследования ограничились 15 добровольцами, и учёным не удалось найти разницы в работе мозга мужчин и женщин. Возможно, дальнейшие эксперименты покажут, меняется ли подобное поведение с возрастом и есть ли разница между спокойными англичанами и другими, более суетными народами.

Наномир, в котором мы живем

К последнему празднику мои дочки-студентки заказали «Фее» «что-нибудь маленькое цифровое». Получили - МР3-плеер и карманный DV-camcoder (простейшая цифровая видеокамера и веб-камера). При выборе подарков «Фея» руководствовался принципом флэш-карт-совместимости всех изделий с уже имеющимся цифровым фотоаппаратом, КПК и SD-слотом ноутбука. И тут же вопрос гуманитарных девушек: «А почему карточки памяти только на четверть и на пол-гига? Ведь мы видели уже на четыре!»

Но так и было задумано - не спешить с размером носителей памяти.

Во-первых, при выборе музыки для карты на 256 Мб даже в сжатом МР3-формате хозяйке плеера оказалось совершенно необходимым накачать в компьютер около 10 Гб «только самых лучших» звуковых файлов (мелодиями можно назвать далеко не все из них). А сколько памяти жесткого диска заполнено за две недели, «потому что это в процессе видеомонтажа» - лучше не вспоминать.

Во вторых, все носители памяти дешевеют на глазах. В середине 2004 года самая емкая доступная флэш-USB-карта на 512 Мб стоила в розницу $75-80, а сейчас - $35-40. SD-карта на 512 Мб в середине 2004 г была доступна за $95-100, сейчас она стоит $30-35.

Полезно попробовать представить, что такое эти самые гигабайты (Гб) и мегабайты (Мб). 1 Гб (1024 Мб) - это примерно 500 тысяч страниц текста (по 2000 печатных знаков на странице), или условная стопка книг высотой 25 м (100 страниц имеют среднюю толщину около 1 см). Даже если это книги с иллюстрациями, потребляющими большой объем цифровой памяти, то из 1 Гб получается книжная «стопка» высотой 1-5 метров. А стандартная SD-карта - тонкая пластинка размером 24х32 мм. И сейчас везде продаются карты того же стандартного размера емкостью по 4 Гб (емкость DVD-диска).

В самое ближайшее время емкость карт памяти возрастет в 2-4 раза при заметном снижении их стоимости - грядет переход от микротранзисторов к нанопереключателям. Лично для меня этот шаг в эволюции электроники является самой наглядной иллюстрацией перехода наших технологий из микромира в наномир.

Попробуем разобраться на примере электроники, почему переход от микроуровня (одна миллионная метра или одна тысячная миллиметра) на наноуровень (одна миллиардная метра или одна миллионная миллиметра) оказался уже не количественным, а качественным.

Те, кто успел получить остатки «избыточного» советского фундаментального школьного образования, еще помнят общие свойства металлов - высокая электро- и теплопроводность, блеск, ковкость и пластичность. Например, удельная электропроводность медной проволоки (т.е. электропроводность на единицу площади поперечного сечения) будет одной и той же у проволоки толщиной 1 мм, 0,01 мм и 0,001 мм - т.е. вплоть до микронного размера принципиальных изменений происходить не будет. А если мы попробуем сделать медную проволоку, вернее токопроводящую дорожку на изолирующей подложке толщиной в 10 атомов меди или примерно 1,3 нанометра (1,3 миллиардных доли метра)?

Самые отработанные технологические ухищрения не помогут - сплошная медная дорожка быстро превратится в набор «кластеров с закрытыми электронными оболочками» - устойчивых частиц из 8, 18, 20 атомов меди.

Эти частицы не желают иметь общие электроны и потому на их основе не получится ни электро-, ни теплопроводности, характерной для меди.